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Erdmagnetfeld: Der unsichtbare Schutzschild der Erde

Das Erdmagnetfeld ist ein unsichtbares Kraftfeld, das die Erde umgibt und sie vor den schädlichen Auswirkungen des Sonnenwinds schützt. Es entsteht durch die Bewegung von geschmolzenem Eisen und Nickel im äußeren Erdkern, die elektrische Ströme erzeugen und damit das Magnetfeld aufrechterhalten. Dieses Phänomen wird als Geodynamo bezeichnet.

Aufbau und Struktur des Erdmagnetfelds

Das Erdmagnetfeld ähnelt in seiner Form dem Magnetfeld eines Dipols – vergleichbar mit einem riesigen Stabmagneten, dessen Nord- und Südpol jedoch nicht exakt mit den geografischen Polen übereinstimmen. Es gibt jedoch regionale und zeitliche Abweichungen, die durch lokale Störungen im Erdmantel oder äußere Einflüsse verursacht werden.

  • Magnetische Pole: Der magnetische Nordpol befindet sich derzeit in der Nähe von Kanada, der magnetische Südpol in der Antarktis. Sie verschieben sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 km pro Jahr.
  • Magnetosphäre: Der äußere Bereich des Erdmagnetfelds schützt die Erde vor geladenen Partikeln des Sonnenwinds und bildet eine Art "Blase" um den Planeten.
  • Van-Allen-Gürtel: Diese Zonen innerhalb der Magnetosphäre speichern energiereiche Teilchen und schützen die Erde vor kosmischer Strahlung.

Wie wird das Erdmagnetfeld gemessen?

Die Stärke des Erdmagnetfelds wird in der Einheit Tesla (T) oder in Gauss (G) gemessen. An der Erdoberfläche beträgt die Feldstärke etwa 25–65 Mikrotesla (0,25–0,65 Gauss), abhängig von der geografischen Lage.

Zur genauen Untersuchung des Erdmagnetfelds werden folgende Methoden verwendet:

  • Magnetometer: Geräte, die die Stärke und Richtung des Magnetfelds messen.
  • Satelliten: Missionen wie Swarm der ESA analysieren die Veränderungen im Erdmagnetfeld.
  • Bodenstationen: Stationäre Einrichtungen messen lokale Variationen des Magnetfelds.

Funktion des Erdmagnetfelds

Das Erdmagnetfeld hat zahlreiche lebenswichtige Funktionen:

  • Schutz vor Sonnenwind: Das Magnetfeld lenkt die geladenen Teilchen des Sonnenwinds ab, die sonst die Erdatmosphäre zerstören könnten.
  • Entstehung der Polarlichter: Wenn Partikel des Sonnenwinds in die Magnetosphäre eindringen, entstehen in den Polarregionen die beeindruckenden Aurora Borealis und Aurora Australis.
  • Navigation: Das Magnetfeld dient Tieren wie Vögeln und Meeresschildkröten zur Orientierung und wird seit Jahrhunderten auch für Kompasse genutzt.

Interessantes zum Erdmagnetfeld

Wussten Sie, dass das Erdmagnetfeld im Laufe der Erdgeschichte immer wieder die Pole gewechselt hat? Solche geomagnetischen Umkehrungen finden im Durchschnitt alle 200.000 bis 300.000 Jahre statt. Der letzte Polsprung liegt jedoch bereits 780.000 Jahre zurück. Während einer Umkehrung kann die Stärke des Magnetfelds stark abnehmen, was die Erde für kosmische Strahlung anfälliger macht.

Warum ist das Erdmagnetfeld so wichtig?

Ohne das Erdmagnetfeld wäre die Erde eine lebensfeindliche Umgebung. Es schützt die Atmosphäre vor Erosion durch den Sonnenwind, bewahrt die Stabilität von Klimasystemen und ermöglicht das Leben, wie wir es kennen. Seine Erforschung liefert zudem wichtige Erkenntnisse über die Prozesse im Erdinneren und deren Einfluss auf die Oberfläche.

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